繼電保護(hù)整定計(jì)算報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 20132014年度第一學(xué)期)名 稱： 繼電保護(hù)整定計(jì)算 院 系： 電氣與電子工程學(xué)院 班 級(jí)： 電氣1003 學(xué) 號(hào)： 1101210104 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 肖仕武、薛安成 設(shè)計(jì)周數(shù)： 兩周 成 績(jī)： 日期： 2013年 12月25日一、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))的目的與要求1.課程設(shè)計(jì)的目的1)鞏固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理課程的理論知識(shí)，掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。2)通過對(duì)國(guó)家行業(yè)頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，建立正確的設(shè)計(jì)思想，理解我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)政策。3)初步掌握繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法。4)提高計(jì)算、制圖和編寫技術(shù)文件的技能。2.對(duì)課程設(shè)計(jì)

2、的要求1)理論聯(lián)系實(shí)際。對(duì)書本理論知識(shí)的運(yùn)用和對(duì)規(guī)程、規(guī)范的執(zhí)行必須考慮到任務(wù)書所規(guī)定的實(shí)際情況，切忌機(jī)械地搬套。2)獨(dú)立思考。在課程設(shè)計(jì)過程中，既要盡可能參考有關(guān)資料和主動(dòng)爭(zhēng)取教師的指導(dǎo)，也可以在同學(xué)之間展開討論，但必須堅(jiān)持獨(dú)立思考，獨(dú)自完成設(shè)計(jì)成果。3)認(rèn)真細(xì)致。在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，克服馬虎潦草不負(fù)責(zé)的弊病，為今后的工作崗位上擔(dān)當(dāng)建設(shè)任務(wù)打好基礎(chǔ)。4)按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。二、設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）正文1. 某一水電站網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。 已知：（1） 發(fā)電機(jī)為水輪立式機(jī)組，功率因數(shù)為0.8、額定電壓6.3kV、次暫態(tài)電抗為0.2，負(fù)序阻抗為0.24； （2） 水電站的最大發(fā)

3、電容量為25000kW，最小發(fā)電容量為5000kW，正常運(yùn)行方式發(fā)電容量為25000kW； （3）. 平行線路L1、L2同時(shí)運(yùn)行為正常運(yùn)行方式； （4） 變壓器的短路電壓均為10，接線方式為Yd-11，變比為38.5/6.3kV。 （5） 負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)為1.3 ； （6） 保護(hù)動(dòng)作是限級(jí)差t 0.5s ； （7） 線路正序電抗每公里均為 0.4 ，零序電抗為3倍正序電抗； 圖1試求：（1） 確定水電站發(fā)電機(jī)、變壓器相間短路主保護(hù)、后備保護(hù)的配置方式； 答：對(duì)于水電站發(fā)電機(jī)，相間短路保護(hù)的主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)應(yīng)配置低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗

4、保護(hù)。對(duì)于變壓器，相間短路的主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，并配置復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)或低電壓閉鎖的過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。（2） 確定6QF斷路器的保護(hù)配置方式，計(jì)算它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)； 答：系統(tǒng)等值電路的參數(shù)標(biāo)么值，選取 ，各部分等值參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)：變壓器：輸電線路： 系統(tǒng)等值阻抗圖如下：圖26QF斷路器位于線路末端，與無窮大電網(wǎng)連接，運(yùn)行方式變化大，三段式電流保護(hù)僅能配置段保護(hù)。電流段：按躲過本線路末端發(fā)生短路時(shí)的最大短路電流整定。D節(jié)點(diǎn)最大短路電流：動(dòng)作定值：電流速斷保護(hù)保護(hù)范圍校驗(yàn)：電流段：保護(hù)范圍延伸至下級(jí)線路，與下級(jí)線路電流段配。末端節(jié)點(diǎn)最大短路電流：段動(dòng)作

5、定值： 靈敏性校驗(yàn)： 相應(yīng)分析：保護(hù)范圍校驗(yàn)不滿足要求。由于系統(tǒng)運(yùn)行方式變化大，故一般的電流保護(hù)不滿足靈敏性與可靠性的要求，且末端仍有一段線路，故一般配置距離保護(hù)。距離保護(hù)段：整定阻抗距離保護(hù)段：整定阻抗靈敏度校驗(yàn)：1.25靈敏度不滿足要求距離保護(hù)段：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定距離保護(hù)段整定值距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)：靈敏度滿足要求，且（3） 確定平行線路L1、L2的的1QF、3QF相間短路主保護(hù)和后備保護(hù)，計(jì)算它們的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)限，并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)；答：由上，易知系統(tǒng)運(yùn)行情況變化大，一般的電流保護(hù)均無法滿足要求，故采用距離保護(hù)，而距離保護(hù)段在雙回線并列運(yùn)行時(shí)線路末端短路時(shí)易誤動(dòng)，故配

6、置距離保護(hù)段和段。以1QF為例，整定計(jì)算如下：距離保護(hù)段：整定阻抗距離保護(hù)段：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定距離保護(hù)段整定值距離保護(hù)段靈敏度校驗(yàn)靈敏度滿足要求，且段動(dòng)作時(shí)間：3QF的整定計(jì)算過程和結(jié)果與1QF相同。（4） 假設(shè)平行線路L1、L2兩側(cè)配置有三相重合閘，計(jì)算三相重合閘裝置的整定值。答：按最不利情況考慮，本側(cè)先跳閘，對(duì)側(cè)保護(hù)延時(shí)跳閘取典型值1s。（5） 繼電保護(hù)6QF的接線圖及展開圖。 答：6QF的接線圖如圖3所示。第I段距離保護(hù)由電流繼電器KA1、KA2、中間繼電器KM和信號(hào)繼電器KS1組成。第II段距離保護(hù)由電流繼電器KA3、KA4、時(shí)間繼電器KT1及信號(hào)繼電器KS2組成。第

7、III段距離保護(hù)由電流繼電器KA5、KA6、KA7、時(shí)間繼電器KT2及信號(hào)繼電器KS3組成。其中，電流繼電器KA7接于A、C兩相電流之和的中性線上，相當(dāng)于B相繼電器，則第III段距離保護(hù)組成了三相式保護(hù)。圖3展開圖如圖4所示。圖42.已知一配電網(wǎng)絡(luò)如圖5所示。已知：（1） 系統(tǒng)中各變壓器參數(shù)如圖所示，忽略變壓器電阻；（2） 變壓器T1與T2之間的電纜L1參數(shù)：，,母線LA與LE之間的電纜L2參數(shù)：，,。（3） 變壓器T1、T2參數(shù)如圖中所示，其中變壓器T1中性線阻抗Z0=20W。（4） 高壓母線HA以上部分的在10kV電壓等級(jí)下系統(tǒng)阻抗為：， （5） 低壓0.4kV開關(guān)CB510下級(jí)直接與負(fù)荷

8、相連，400A為其額定電流。低壓開關(guān)CB504、CB505也是如此。圖5試求：（1） 電力系統(tǒng)中各斷路器所配置的電流三段式保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)；答：選取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓為各段平均電壓。高壓母線HA以上部分變壓器T1和T2電纜線路L1和L2 系統(tǒng)等值阻抗圖6如下：圖6電流段：CB107 ：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下電纜線路L1末端三相短路時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)范圍校驗(yàn)CB108：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器T2末端三相短路時(shí)動(dòng)作電流CB503：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下電纜線路L2末端三相短路時(shí)動(dòng)作電流保護(hù)范圍校驗(yàn)電流II段：CB107 ：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下電纜線路L1末端兩相短路時(shí)靈敏度校驗(yàn)

9、CB108: 動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下變壓器T2末端兩相短路時(shí) 靈敏度校驗(yàn) 電流段：CB506：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間CB504：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間CB505：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間CB503： 動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間CB108：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間CB107：動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間（2） 對(duì)系統(tǒng)中所配置的零序電流保護(hù)進(jìn)行定值整定，進(jìn)行靈敏性校驗(yàn)；答：根據(jù)系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式，在CB107上，可配置零序電流保護(hù)段和段，而降壓變壓器后無零序通路，無需配置II段。L1線路末端母線發(fā)生接地短路故障時(shí)，各序阻抗分別為：在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，L1線路末端發(fā)生兩相接地短路故障時(shí)，零序電流在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，L1線路末端發(fā)生

10、單相接地短路故障時(shí)，零序電流零序電流段零序電流段按躲過L1線路末端三相短路的最大不平衡電流整定零序電流段按本線路末端單相接地短路校驗(yàn)靈敏度靈敏度滿足要求（3） 對(duì)配置繼電保護(hù)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，如有缺陷提出改進(jìn)措施。答：CB107電流段在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下對(duì)于相間短路故障不具有足夠的保護(hù)范圍，且電流段的靈敏系數(shù)不滿足要求，應(yīng)加入低電壓?jiǎn)?dòng)元件，降低動(dòng)作定值，提高靈敏度，或者采用距離保護(hù)來替代電流保護(hù)。零序電流保護(hù)作為系統(tǒng)接地短路故障的主保護(hù)，由于受到系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的影響，在上述配電網(wǎng)中，零序電流保護(hù)的作用范圍較小，且無法和相鄰的線路或變壓器配合。3.110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。 已知：（

11、1） 線路AB、BC、AC的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230，負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)為1.5； （2） 網(wǎng)絡(luò)中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)、零序電流保護(hù)或距離保護(hù)，變壓器采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器為d11 接線； （3） 發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為350MW，最小發(fā)電容量為150MW（2臺(tái)發(fā)變組停運(yùn)）； （4） 各變電所引出線上的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間如圖示，后備保護(hù)的時(shí)限級(jí)差 t 0.5s ； （5） 線路的電抗每公里均為 0.4 ，忽律電阻； （6） 電壓互感器的變比110/0.1，AB、AC線路電流互感器變比300/5，其它參數(shù)如圖所示。 圖7試求： （1） 確定繼電保護(hù)1、

12、2、3、4、5、6的保護(hù)配置方式，以及它們的動(dòng)作定值和動(dòng)作時(shí)限； 答：環(huán)網(wǎng)由于運(yùn)行模式復(fù)雜，采用電流保護(hù)易造成靈敏度低，保護(hù)范圍小等問題，因此擬用距離保護(hù)。距離保護(hù)涉及阻抗線路： 母線B側(cè)一臺(tái)變壓器：母線C側(cè)一臺(tái)變壓器：距離保護(hù)段：1QF2QF3QF4QF5QF6QF動(dòng)作時(shí)限均為距離保護(hù)段1QF：與3QF距離保護(hù)段配合按躲過母線B處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，分支系數(shù) 取較小者， 靈敏度校驗(yàn)： 滿足要求3QF：與5QF距離保護(hù)段配合按躲過母線C處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，此處分支系數(shù)取較小者， 靈敏度校驗(yàn)： 滿足要求6QF：與4QF距離保護(hù)段配合按躲過母線C處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，分支系數(shù)取

13、較小者， 靈敏度校驗(yàn)： 不滿足要求4QF：與2QF距離保護(hù)段配合按躲過母線B處變壓器電壓側(cè)出口短路整定，分支系數(shù)取較小者， 靈敏度校驗(yàn)： 滿足要求距離段：5QF：按照躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定考慮自啟動(dòng)系數(shù)與返回系數(shù)后按躲過最大振蕩周期整定近后備靈敏度校驗(yàn) 滿足要求3QF:按照躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定考慮自啟動(dòng)系數(shù)與返回系數(shù)后動(dòng)作時(shí)間近后備靈敏度校驗(yàn)滿足要求遠(yuǎn)后備靈敏度校驗(yàn)滿足要求1QF：按照躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定考慮自啟動(dòng)系數(shù)與返回系數(shù)后 動(dòng)作時(shí)間近后備靈敏度校驗(yàn)滿足要求遠(yuǎn)后備靈敏度校驗(yàn)滿足要求2QF、4QF與6QF與上相同。（2） 保護(hù)3（或4）的繼電保護(hù)接線圖及展

14、開圖； 答：第I段距離保護(hù)由電流繼電器KA1、KA2、中間繼電器KM和信號(hào)繼電器KS1組成。第II段距離保護(hù)由電流繼電器KA3、KA4、時(shí)間繼電器KT1及信號(hào)繼電器KS2組成。第III段距離保護(hù)由電流繼電器KA5、KA6、KA7、時(shí)間繼電器KT2及信號(hào)繼電器KS3組成。其中，電流繼電器KA7接于A、C兩相電流之和的中性線上，相當(dāng)于B相繼電器，則第III段距離保護(hù)組成了三相式保護(hù)。圖8展開圖如圖9所示。圖9（3） 對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 答：由于網(wǎng)絡(luò)為110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，受外負(fù)荷影響，系統(tǒng)運(yùn)行方式變化大。采用距離保護(hù)，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，靈敏度高，可有效避免電流保護(hù)的不足。對(duì)于整定值結(jié)果，線路兩側(cè)斷路在同一故障時(shí)動(dòng)作時(shí)間不一定相同，這可能無法達(dá)到對(duì)故障快速切除的要求。因此在需全線快速切除故障的保護(hù)中，可以與縱聯(lián)保護(hù)進(jìn)行配合。3、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)繼電保護(hù)定值計(jì)算設(shè)計(jì)所涉及的方面很多，尤其是初期材料收集工作在本次課程設(shè)計(jì)中沒有體現(xiàn)。但是根據(jù)比實(shí)際簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)接線圖，計(jì)算與設(shè)計(jì)的繼電保